高三物理习题解答科学家设想未来的宇航事业中利用太阳帆来加速星际飞船.设该飞船所在地每秒每单位面积的光子数为n,光子平均波长为i,太阳帆面积为S,反射率为100%.设太阳光垂直射到太阳

来源：学生作业帮助网编辑：作业帮时间：2024/05/05 23:28:02

高三物理习题解答科学家设想未来的宇航事业中利用太阳帆来加速星际飞船.设该飞船所在地每秒每单位面积的光子数为n,光子平均波长为i,太阳帆面积为S,反射率为100%.设太阳光垂直射到太阳
高三物理习题解答
科学家设想未来的宇航事业中利用太阳帆来加速星际飞船.设该飞船所在地每秒每单位面积的光子数为n,光子平均波长为i,太阳帆面积为S,反射率为100%.设太阳光垂直射到太阳帆上,飞船总质量为M.
(1)求飞船加速度的表达式(光子动量P=h/i).
(2)若太阳帆是黑色的,飞船的加速度又为多少?

高三物理习题解答科学家设想未来的宇航事业中利用太阳帆来加速星际飞船.设该飞船所在地每秒每单位面积的光子数为n,光子平均波长为i,太阳帆面积为S,反射率为100%.设太阳光垂直射到太阳
以远离太阳的方向为坐标系正方向.
时间t内到达的光子数为：
t*n*S
到达太阳帆前它们的总动量为：
t*n*S*P
反射回去后它们的总动量为：
-t*n*S*p
产生的冲量为这两个动量之差：
t*n*S*P-(-t*n*S*P) = 2*t*n*S*P
推力=lim t->0 下的（冲量/时间）,这个值是：
lim t->0 (2*t*n*S*P/t) = 2*n*S*P
加速度＝推力/质量＝2*n*S*P/M
如果帆是黑色,那么反射光子数忽略不计,冲量是上述值的一半,从而加速度也只有一半,为
n*S*P/M

大家的速度可真快！！！

（1）运用Ft=△P
Ft=2nP （数字2表示光子反冲运动的结果）
单位时间单位面积上的力
F=2nh/i
总面积上的力
F=2nhS/iM
加速度a=2nhS/iM
（2）黑色表示反射率为上面一半

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